Sykepleiere og leger

O adsorvente a ser empregado a princípio, deve reunir características que o insiram no contexto simples e inovador em que está inserido o sistema e, sobretudo, que se enquadre na política indissociavelmente ambiental de processos sustentáveis. Objetivamente deve apre- sentar boa resistência ao ataque químico e físico, boa resistência mecânica, rigidez suficiente, mas, que possa ser moldado e adquira forma geométrica firme, flexível e dúctil, facilmente lavável, recuperável, longevo, de fácil obtenção no âmbito regional, durável e de relativamen- te baixo custo. Muito rejeito regional pode ser enquadrado ou cumprir parte desses requisitos, principalmente por ser rejeito ou descarte e todo reaproveitamento é ecologicamente benéfico. Não obstante há de se separar absorventes e adsorventes, impermeáveis e porosos. Quando o adsorbato, ou absorbato, é oleofílico, o quadro de vantagem e desvantagem reveste-

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se de específico caráter no que tange o rejeito. Outros problemas podem surgir como incrusta- ção de elementos potencialmente poluentes como petróleo e derivados, o destino a ser dado ao rejeito impregnado, além, obviamente, de problemas inerentes a custo adicional.

Há muito se tem estudado sobre rejeitos urbanos e industriais e forma de reaproveitá- los em processo de limpeza. São exemplos: Rejeito de caulim, borracha natural e sintética, principalmente de pneumáticos veiculares, apara de papel, resto de sisal, fibra de casca de co- co, reaspa e serragem, retalho de couro, raspa de PVC (cloreto de polivinil), diversos materi- ais orgânicos extraídos de rios e mares como a superabundante planta aquática, Eichhornia crassipes, vulgo a baronesa gigoga, semente de Moringa oleífera Lam, etc.. Para ter-se uma ideia do potencial residuário do Brasil, há uma década, só em Belém do Pará eram produzidas 500 toneladas/ano de raspa e serragem de madeira, ao baixo custo, US $2,0/m3. Outras infor- mações podem ser vistas na bibliografia recomendada, mais precisamente sobre rejeito de caulim (Benvindo da Luz et al., (2005), Harif (2006) e Wan Sulaiman; Park; Lee (2012)); pa- pel (Mattos et al., 2006); borracha (Pagliuso et al., 2004); serragem e raspa de madeira (Hoad- ley (2000), Rodrigues et al., (2002), Lu & Wu (2005) e Soares et al., (2011)); fibra de coco e sisal (Kapulskis; de Jesus; Mei, 2005); baronesa gigoga (Mendonça; Ferreira; Sobrinho, 2013) e moringa oleífera (Nishi, 2011).

Selecionou-se para o sistema em apreço, como elemento adsorvente integrante do con- junto, esponja espiral metálica Scoth Brite (ETV9) em aço inoxidável (ASTM 316), de uso doméstico. O custo do elemento por miúdo é US $0,084/g e são utilizados em média 11g por tratamento. A quantidade foi determinada segundo o conceito, célula adsorvente, isto é, espa- ço físico superior da cuba acima das nervuras (Figura 3.7 (b)). Preenche-se o espaço com 11g de adsorvente firmemente posicionado e relativamente comprimido.

No tratamento em flotação natural (Vibrauto-flot: Processo de Registro de Marca de Produto Mista, N° 907094856) utiliza-se a metade em massa de adsorvente (Figura 3.17) a seguir, para restar espaço livre de forma a permitir entrada de ar necessário à flotação natural. Assim se evita bloqueio provocado por mistura de bolhas de ar e efluente com o labirinto ad- sorvente permeio. A tensão interfacial ar/efluente é forte o bastante para bloquear o acesso de ar por elevação do nível de efluente até o teto ou tampa da cuba. Este mecanismo é útil em ensaio de vibração sem flotação e vibração com flotação induzida. É uma forma de evitar flo- tação natural (Vibra-flot).

A Figura 3.16 a seguir, mostra o adsorvente inteiriço em detalhe; a Figura 3.17, em bipartição no padrão de ensaio. Para tecnicamente especificar o elemento adsorvente de pro-

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va, se realizou pesagens em duplicata de cada elemento do par adsorvente (Figura 17), con- forme Apêndice, Tabela 1, individualmente, para cada ensaio a ser realizado, e se denominou, massa do elemento antes do ensaio. Para determinação da área superficial específica (Figura 3.19, e página a seguir, Figura 3.20 e Figura 3.21), realizou-se exame microscópico com auxí- lo de um Olympus (ETM16).

Figura 3.16 Imagem do adsorvente espi- ral metálico.

Figura 3.17 Imagem do adsorvente padroni- zado em duas unidades de 5,5 g médios.

Figura 3.18 Embutidura do adsorvente em acrílico para exame microscópico.

Figura 3.19 Microscopia de aferição da es- pessura com embutidura em cera.

Realizou-se micrografia para se estimar a área específica média de adsorvente espiral que se disponibiliza ao processo de choque e adsorção. As figuras, Figura 3.18, Figura 3.19, na página anterior, exibem amostras extraídas de adsorvente, embutidas em acrílico e cera pa-

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ra aferição da largura e espessura. As figuras, Figura 3.20 e Figura 3.21, mostram, respecti- vamente, largura e espessura aproximadas para estimação da área superficial específica.

Figura 3.20 Microscopia de aferição da largura do adsorvente com embutidura

em acrílico.

Figura 3.21 Microscopia de aferição da espessura do adsorvente com embutidura

em acrílico.

A área específica foi calculada a partir do somatório da área frontal, posterior, late- rais, superior e inferior tomando-se a amostra por um tetraedro retangular de altura (H ≈ 513

m), profundidade (esp ≈ 15 m), e comprimento expresso em função do volume estimado, através da massa obtida por pesagem em balança de quatro casas decimais (ETM14) e massa específica do aço (ρaço = 7,85 kg/ℓ). A expressão resultante com, V = Mads/ρaço. é:

Ae = 2/Mads(V/esp + V/H + esp.H) (46)

Portanto a área específica estimada para o adsorvente é, (Ae = 15,056 m2/kg).

Como dito anteriormente, observando-se a Figura 3.7 (b), a porção geométrica supe- rior da cuba de tratamento compreendida entre a tampa e nervuras longitudinais, quando pre- enchida com o adsorvente metálico, recebe o nome, célula adsorvente. Esta unidade, definida dessa forma, precisa ser especificada em termos de parâmetros geométricos auxiliares, de su- ma importância para a caracterização técnica do equipamento e avaliação de desempenho. As figuras, Figura 3.22 e Figura 3.23, apresentam o desenho técnico dimensional da cuba de tratamento, acrescido da ilustração do nível de efluente teórico operacional. A área horizontal defini-se como plano-médio adsorvente.

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Figura 3.22 Desenho técnico mecânico da cuba de tratamento vibratório em vista la-

teral completa.

Figura 3.23 Desenho técnico mecânico da cuba de tratamento vibratório em corte no

plano A-A da Figura 3.22.

Figura 3.24 Desenho computacional ilus- trativo da cuba de tratamento vibratório plena de efluente com destaque para o ní-

vel teórico operacional de fluído.

Figura 3.25 Desenho computacional da cuba de tratamento vibratório em corte vertical (Norma técnica: Figura 3.22 e Fi-

gura 3.23).

A utilização da expressão “nível teórico operacional” na página anterior, refere-se ao nível máximo atingido, a partir do qual o fluido escoa pelo ducto de descarga de efluente tra- tado, visto no alto e ao centro das figuras, Figura 3.23 e Figura 3.24. Em processamento, por

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motivos discutidos anteriormente, o plano teórico médio-adsorvente perde sentido operacional quando a cuba é totalmente invadida por efluente, exceto em processo a flotação natural.

O valor calculado do plano-médio adsorvente, descontada a área do tubo de descarga de efluente tratado é, (Aads = 0,0026 m2). O volume em vazio da célula adsorvente pode ser calculado mediante geometria espacial elementar considerando o volume de um tronco de pi- râmide cujas medidas encontram-se na figura, Figura 3.22 e Figura 3.23. O volume de um tronco de pirâmide, considerando ABG e ABP como áreas da base maior e menor, respectiva- mente, e H, altura do tronco, ter-se-á:

VTRP = H (ABG + ABP + ABGABP ) (47)

De acordo com a fórmula (47) o volume do tronco de pirâmide é: (VTRP= 52,26 mℓ). Como o tubo de descarga de efluente ocupa parte desse volume e possui volume de desloca- mento (V = 3,93 mℓ), o volume líquido efetivo em vazio da célula adsorvente, descontado o volume do tubo de descarga, será: (Vcel= 48,33 mℓ).

Com base na massa específica de adsorvente metálico espiral (ρaço= 7,85 kg/ℓ), e na massa média tomada como base para pares de unidades adsorventes, (Mads = 11g), o volume deslocado por um par adsorvente pode ser medianamente estimado como sendo, (Vads = 1,4 mℓ). Finalmente o vazio ou porosidade absoluta média estimada da célula adsorvente será: (Porabs = Vcel – Vads = 48,33 mℓ - 1,4 mℓ) ou, (Porabs = 46,93 mℓ), e a porosidade relativa, (Porrel = 0,971 ou Porrel (%) = 97,1 %).

Adsorventes comerciais clássicos como carvão ativado e sílica-gel, segundo Ruthven (1984), apresentam as seguintes propriedades físicas:

 Sílica-gel mesoporosa: Pore = (0,43 – 1,15) mℓ/g; Ae = (340.000 – 800.000) m2/kg;

ρsílica = (0,6 – 1) kg/ℓ;

 Carvão ativado micro, meso e macroporoso: Pore = (0,02 – 0,95) mℓ/g; Ae = (500 – 1.000.000) m2/kg; Porrel (%) = (40 – 60)%, ρcarvão = (0,6 – 0,9) kg/ℓ, para não citar Ze- olitas microporosas, (Pore= 0,25 mℓ/g).

Observa-se que adsorventes clássicos apresentam muito maior área superficial. No entanto, a percolação, dificulta a recuperação do óleo ou pelo menos, a torna mais custosa e ineficiente, se comparada à simples lavagem de um elemento metálico impermeável.

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A instalação do adsorvente na cuba para compor a célula de tratamento é mostrada a- través das figuras, Figura 3.26 e Figura 3.27. Ambas demonstram o processo de flotação natu- ral a 14 Hz com metade da carga adsorvente (5,5g em média) e com a carga inteira de 11g, respectivamente, sendo que no segundo caso (Figura 3.27) foi estancado o fluxo ao nível um pouco abaixo do ducto de descarga para evitar bloqueio da entrada de ar. Imagens foram obti- das com estroboscópio (ETM17), microscópio digital (ETM16) e software para captura de ima- gem, a exemplo de imagens anteriores (Figura 3.8).

Figura 3.26 Imagem diagonal do sistema realizando auto-flotação a 14 Hz.

Figura 3.27 Imagem lateral do sistema re- alizando intensa auto-flotação a 33 Hz.